Pro/E软件强大的三维设计在产品设计中得到广泛的应用,设计直观,不必去构想复杂的外观形状,再者其采用基于特征的参数化建模造型,大大缩短了设计周期。基于管道系统原理的管道设计,只要其整体结构合理,符合客户的要求即可。一台设备的管道数量极多,设计管道走向时很难想象,容易造成管间的干涉;整体空间布局若不合理,则影响整机的安装与维护。
1 整机管道系统分析
硫化机管道系统是完成轮胎硫化过程的重要部分,包括硫化管道系统,动力水管道系统,机械手管道系统,气控管道系统,润滑管道系统,活络模管道系统等,它是根据硫化机自动循环操作程序的要求绘出的管道系统图,并选择适用的仪表,阀门,控制元件以及管道零件所组成。
硫化管道系统分别安装于后充气部件底下和两侧,其中底下主要是内压阀组,旁边是外压阀组;动力水管道系统安装于主机右侧(靠仪表柜一边);机械手管道系统主要安装于机械手上,气控管路系统从仪表柜内由接管座引出,按顺序与层次分列于主机,后充气左侧、中间、右侧及机座内,最后接到各阀门、仪表及其气动元件上;润滑管道安装于机座及各零件上;活络模管道阀组安装主机左侧。整体布局如图1。

图1 整机管道布置图
2 轮胎硫化机管道设计
2.1 管道设计与计算
管道设计根据压力、温度、流体特性等工艺条件,并结合环境和各种载荷等条件进行。
确定管径时主要考虑以下三个方面:a、操作工况 管径主要取决于流量性质和流速,不同性质和操作工况的介质应选取不同的流速。b、流体阻力损失c、建设投资和运行费用
管径确定可由常用流速来计算,再按工程设计规定的管子公称通径系类调整为实际内径。
(1-1)
管道壁厚计算,当直管计算厚度ts小于外径D0的1/6时,直管的计算厚度不应小于式(1-2)计算的值,设计厚度按式(1-3)计算
(1-2)
(1-3)
当直管计算厚度ts大于或等于管子外径D0的1/6时,或设计压力p在设计温度下材料的许用应力[σ]t和焊接接头系数Ej乘积之比(p/[σ]tEj)大于0.385时,直管厚度的计算需按断裂理论、疲劳和热应力给予考虑。
管道阻力损失包括延程阻力损失、局部阻力损失、静压阻力损失和加速度阻力损失。
铺设管路时,由于所输送流体的温度使管道伸长或缩短,产生较大的热应力可能会破坏管道,得考虑管道的膨胀和补偿,大多数管道的热补偿是靠自然补偿实现的。
管子选好之后,根据工艺需要,选择合适的法兰、垫片、紧固件、阀门以及管道特殊件,组成管道系统。


